Un lac qui s’assèche sous un soleil de plomb, une lagune côtière que la mer ne renouvelle plus, une saline où l’on récolte le sel à la main : dans chacun de ces décors, des minéraux naissent sous nos yeux, sans magma, sans pression, sans profondeur. Il suffit que l’eau s’en aille. Les géologues appellent ces dépôts des évaporites. Halite, gypse, anhydrite, sylvite, rose des sables : ces minéraux d’apparence modeste racontent des mers disparues, des climats arides et des paysages que l’on peut encore observer aujourd’hui. Comprendre les évaporites, c’est comprendre l’un des mécanismes de cristallisation les plus simples et les plus parlants de toute la minéralogie.
Qu’est-ce qu’une évaporite ?
Une évaporite est une roche sédimentaire, ou un minéral, formé par la précipitation de sels dissous lorsque l’eau qui les contient s’évapore. L’eau de mer, par exemple, renferme en moyenne environ 35 grammes de sels par litre, surtout du chlorure de sodium, mais aussi des sulfates, du calcium, du magnésium et du potassium. Tant que l’eau reste abondante, ces ions demeurent en solution. Dès que l’évaporation l’emporte sur les apports d’eau douce, la saumure se concentre, atteint la saturation pour un sel donné, et ce sel cristallise. Les évaporites appartiennent donc à la famille des roches sédimentaires chimiques, par opposition aux roches détritiques faites de grains arrachés à d’autres roches. Elles occupent une place à part dans le cycle des roches : ce sont parmi les roches les plus solubles qui existent, capables de se dissoudre puis de recristalliser au gré des circulations d’eau.
L’ordre de précipitation : une séquence presque réglée
L’un des faits les plus remarquables des évaporites est que les sels ne cristallisent pas tous en même temps. Chacun possède sa propre solubilité, et la saumure les abandonne dans un ordre assez constant, des moins solubles aux plus solubles. Le géochimiste italien Usiglio l’a démontré dès 1849 en évaporant de l’eau de Méditerranée en laboratoire. Les carbonates (calcite, aragonite, dolomite) apparaissent les premiers, lorsque l’eau a perdu environ la moitié de son volume. Viennent ensuite les sulfates de calcium, gypse ou anhydrite, quand il ne reste qu’un cinquième environ de l’eau initiale. La halite, le sel gemme, ne précipite qu’après une réduction à un dixième du volume. Enfin, les sels de potassium et de magnésium, sylvite, carnallite, polyhalite, n’apparaissent qu’en toute fin d’évaporation, dans des saumures extrêmement concentrées.
| Étape | Minéraux qui précipitent | Famille chimique | Volume d’eau restant (ordre de grandeur) |
|---|---|---|---|
| 1 | Calcite, aragonite, dolomite | Carbonates | Environ 50 % |
| 2 | Gypse, anhydrite | Sulfates | Environ 20 % |
| 3 | Halite (sel gemme) | Halogénures | Environ 10 % |
| 4 | Sylvite, carnallite, polyhalite | Sels de potassium et magnésium | Moins de 5 % |
Cette séquence explique pourquoi les gisements d’évaporites sont si souvent stratifiés : un bassin qui s’évapore lentement dépose d’abord des bancs de gypse, puis d’épaisses couches de sel, et parfois, au sommet, une mince lentille de sels potassiques. Elle explique aussi pourquoi le gypse est beaucoup plus répandu que la sylvite : la plupart des bassins ne vont jamais jusqu’au bout de l’évaporation. On retrouve ici la logique de la classification chimique des minéraux : carbonates, sulfates et halogénures se succèdent selon leur chimie.
Les principaux minéraux évaporitiques
La halite, le sel gemme
La halite, de formule NaCl, est le minéral évaporitique emblématique. Elle cristallise dans le système cubique et forme des cubes souvent parfaits, parfois creusés en « trémies », ces cubes en escalier dont les arêtes ont poussé plus vite que le centre des faces. Incolore à l’état pur, elle prend des teintes orangées, roses ou bleues selon les impuretés ou les défauts de son réseau cristallin ; la halite bleue doit sa couleur à des défauts liés à l’irradiation naturelle. Sa dureté est faible, environ 2,5 sur l’échelle de Mohs, et son goût salé reste le test de terrain le plus connu, même si l’on déconseille de goûter les minéraux inconnus. Son clivage cubique parfait la fait se briser en petits cubes. Le site présente par ailleurs ses usages traditionnels sur les fiches pierre halite et pierre sel gemme.
Le gypse et l’anhydrite
Le gypse est un sulfate de calcium hydraté (CaSO4·2H2O). Si tendre qu’on le raye à l’ongle (dureté 2), il se présente sous des formes très variées : cristaux transparents de sélénite, fibres soyeuses du « satin spar », masses grenues d’albâtre, ou macles en « fer de lance ». En profondeur, sous l’effet de l’enfouissement et de la chaleur, le gypse perd son eau et se transforme en anhydrite (CaSO4), plus dense et plus dure ; ramenée près de la surface, l’anhydrite peut se réhydrater en gypse en gonflant, ce qui pose de vrais problèmes aux ingénieurs des tunnels. Le gypse est aussi la matière première du plâtre, d’où le nom de « plâtre de Paris », car le bassin parisien en a longtemps fourni d’immenses quantités. Ses usages traditionnels sont décrits sur la fiche pierre gypse.
La rose des sables
La rose des sables n’est pas une espèce minérale à part entière, mais un agrégat de cristaux lenticulaires de gypse (ou parfois de barytine) qui ont poussé dans le sable d’un désert, en englobant des grains de quartz. Elle naît dans les sebkhas et les chotts, ces dépressions où une nappe d’eau salée remonte par capillarité et s’évapore près de la surface. Les grains de sable inclus expliquent sa couleur ocre et son aspect granuleux. C’est un excellent exemple de l’influence du milieu sur l’habitus cristallin : le même gypse donne de longues aiguilles en milieu ouvert et des « pétales » en milieu sableux. La fiche pierre rose des sables en détaille la symbolique traditionnelle.
Les sels de potassium
Sylvite (KCl), carnallite et polyhalite sont les derniers à cristalliser. Très solubles, souvent déliquescents, ils sont rares en collection mais d’une grande importance économique : ce sont eux qui alimentent l’industrie des engrais potassiques. Le bassin potassique d’Alsace, exploité autour de Mulhouse pendant près d’un siècle jusqu’en 2002, en est l’exemple français le plus connu.
Où se forment les évaporites ?
Trois grandes familles de milieux produisent des évaporites. Les sebkhas côtières, comme celles du golfe Persique, sont des plaines littorales plates, inondées épisodiquement par la mer, où le gypse et l’anhydrite cristallisent directement dans les sédiments. Les lagunes et bassins marins semi-fermés, alimentés par un seuil étroit, perdent plus d’eau par évaporation qu’ils n’en reçoivent : la saumure s’y concentre et dépose des couches épaisses. Les lacs salés continentaux, enfin, occupent des cuvettes fermées sans exutoire, comme le Grand Lac Salé dans l’Utah, la mer Morte ou les salars des Andes, dont le célèbre salar d’Uyuni en Bolivie. Dans tous les cas, deux conditions sont nécessaires : un climat aride où l’évaporation dépasse les précipitations, et un bassin plus ou moins isolé qui empêche la saumure de se diluer.
L’histoire géologique a connu des épisodes évaporitiques spectaculaires. Il y a environ 6 millions d’années, lors de la crise de salinité messinienne, la Méditerranée s’est en grande partie asséchée après la fermeture de ses communications avec l’Atlantique, laissant sur son fond des couches de sel et de gypse épaisses par endroits de plus d’un kilomètre. En France, le Trias a laissé des niveaux de sel exploités en Lorraine, à l’origine des salines de Dieuze ou de Varangéville, et dans le Jura, où la Saline royale d’Arc-et-Senans rappelle l’importance historique de cette ressource.
Reconnaître et conserver des minéraux évaporitiques
Plusieurs indices orientent vers une évaporite : une faible dureté (halite et gypse se rayent facilement), une faible densité (environ 2,2 pour la halite, 2,3 pour le gypse), un éclat vitreux à soyeux et, pour la halite, une saveur salée et une solubilité immédiate dans l’eau. Certaines halites présentent des inclusions fluides, minuscules gouttes de saumure piégées au moment de la croissance : ce sont de véritables échantillons d’eau ancienne, que les chercheurs analysent pour reconstituer la chimie des océans du passé.
La conservation demande des précautions. La halite et les sels potassiques absorbent l’humidité de l’air et finissent par se ternir, se coller ou fondre : il faut les tenir au sec, idéalement dans une boîte fermée avec un sachet déshydratant. Le gypse supporte mal l’eau prolongée et la chaleur, qui peut lui faire perdre son eau de constitution et le rendre farineux. Il ne faut jamais les nettoyer à l’eau ; un pinceau sec suffit. Ces règles rejoignent celles de notre guide sur les pierres qui craignent l’eau. Et contrairement aux minéraux des filons hydrothermaux, qui naissent de fluides chauds en profondeur, les évaporites se forment en surface, à température ambiante : deux voies de cristallisation radicalement différentes.
Pourquoi les évaporites comptent
Au-delà de leur intérêt minéralogique, les évaporites jouent un rôle majeur dans l’économie et dans la géologie. Elles fournissent le sel de table et de déneigement, le plâtre, les engrais potassiques et diverses matières premières chimiques. Parce que le sel est imperméable et se déforme lentement comme un fluide visqueux, il forme des dômes de sel qui piègent le pétrole et le gaz, et sert aussi de roche d’accueil pour le stockage souterrain d’hydrocarbures ou d’hydrogène. Pour le géologue, enfin, une couche d’évaporites est un marqueur climatique : elle signale qu’à cet endroit, à cette époque, régnait un climat chaud et sec. Lire une évaporite, c’est lire une page de l’histoire climatique de la Terre.
Une évaporite, c’est une mer ou un lac dont il ne reste que les sels : l’eau est partie, la chimie est restée, rangée en couches dans l’ordre où elle a quitté la solution.
Questions fréquentes
Qu’est-ce qu’une évaporite en géologie ?
C’est une roche sédimentaire chimique formée par la précipitation de sels dissous lorsque l’eau qui les contient s’évapore. Les plus courantes sont le gypse, l’anhydrite et la halite (sel gemme) ; les sels de potassium comme la sylvite sont plus rares. Elles se forment dans les lagunes, les sebkhas et les lacs salés sous climat aride.
Dans quel ordre les sels précipitent-ils ?
Des moins solubles aux plus solubles : d’abord les carbonates (calcite, dolomite), puis les sulfates de calcium (gypse, anhydrite), ensuite la halite, et enfin les sels de potassium et de magnésium (sylvite, carnallite). Cet ordre, établi par Usiglio en 1849, explique la stratification des gisements.
La rose des sables est-elle une évaporite ?
Oui. C’est un agrégat de cristaux lenticulaires de gypse, parfois de barytine, qui a poussé dans le sable d’un désert à partir d’une nappe salée qui s’évapore près de la surface. Les grains de sable qu’elle englobe lui donnent sa couleur ocre.
Où trouve-t-on des évaporites en France ?
Les principaux gisements datent du Trias en Lorraine et dans le Jura (sel gemme), de l’Oligocène en Alsace (sels potassiques exploités jusqu’en 2002) et du Tertiaire dans le bassin parisien (gypse à plâtre). Les marais salants de l’Atlantique et de la Méditerranée montrent aujourd’hui le même processus à petite échelle.
Comment conserver un cristal de halite ou de gypse ?
À l’abri de l’humidité et de la chaleur, dans une boîte fermée avec un sachet déshydratant, sans jamais les passer sous l’eau. Un pinceau sec suffit pour le dépoussiérage. Les usages traditionnels prêtés à ces pierres relèvent de croyances et ne remplacent en aucun cas un avis médical.
Sources
J. K. Warren, Evaporites: A Geological Compendium, Springer ; C. Klein & A. Philpotts, Earth Materials ; J. Usiglio, « Analyse de l’eau de la Méditerranée sur les côtes de France », Annales de chimie et de physique, 1849 ; notices descriptives de Mindat.org et du BRGM. Voir aussi nos articles sur le cycle des roches, sur le métamorphisme et sur la fluorescence des minéraux, certaines halites étant fluorescentes sous UV. Cet article a une vocation minéralogique et géologique ; les vertus prêtées aux pierres en lithothérapie relèvent de traditions et de croyances, sans valeur médicale démontrée.
